JP2006046114A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、逆止弁機構のシール性を確保して、装置の大型化を抑制し、静粛運転化を得られるロータリ式圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】ロータリ式圧縮機Ｒの一方の圧縮機構部２Ｂを構成するシリンダ室１４ｂに対し冷凍サイクルの高圧側または低圧側への接続を切換える圧力切換え機構３０を有し、負荷の大きいときにはシリンダ室に低圧冷媒を導いて通常の圧縮運転を行わせ、負荷の小さいときにはシリンダ室に高圧冷媒を導いて非圧縮運転を行わせ、圧力切換え機構は、高圧側とシリンダ室とを連通し中途部に開閉弁４７を有する高圧導入通路３０と、低圧側とシリンダ室とを連通し低圧冷媒をシリンダ室に案内する吸込み冷媒管１６ｂと、高圧導入通路と吸込み冷媒管との接続部に亘って設けられ開閉弁を開いたとき高圧冷媒と低圧冷媒との圧力差により吸込み通路を閉じる弁座３６，４０および弁体４３から構成される逆止弁機構３５とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置に係り、特に、冷凍サイクルを構成するロータリ式圧縮機の改良に関する。

たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置において、特に、冷凍サイクルを構成するロータリ式圧縮機は、密閉容器内に電動機部およびこの電動機部と連結される圧縮機構部を収容しており、圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉容器内に吐出する、ケース内高圧形となっている。
ところで、近年、上記圧縮機構部を上下に２セット備えた、２シリンダタイプの密閉型回転式圧縮機が標準化されつつある。このような圧縮機において、常時圧縮作用をなす圧縮機構部と、必要に応じて圧縮−停止の切換えを可能とした圧縮機構部を備えることができれば、仕様が拡大されて有利となる。
たとえば、［特許文献１］には、シリンダ室を２室備え、必要に応じていずれか一方のブレードの背面側を中間圧にするとともに、シリンダ室に高圧を導入する高圧導入手段を備え、ブレード先端側と背面側の圧力差によりブレードを偏心ローラから強制的に離間保持して圧縮作用を中断させる技術が開示されている。
特開平１−２４７７８６号公報

この種のロータリ式圧縮機においては、能力低減運転時に上記シリンダ室から気液分離器側への高圧冷媒の流入を阻止するための逆止弁を備える必要がある。上記逆止弁は、圧縮機を構成する密閉容器に接続される吸込み側の冷媒管に設けられている。すなわち、上記逆止弁は圧縮機の密閉容器外部に取付けられることになる。
実際には、ロー付け加工により逆止弁を吸込み側冷媒管に接続しており、このロー付け時の熱が逆止弁を構成する弁体や弁座に伝熱し易い。その結果、弁体や弁座が熱変形する虞れがあって、逆止弁としてシール性の悪化が予想される。
さらに、ロータリ式圧縮機を構成する密閉容器の外部に逆止弁を備えることから、逆止弁配置のためのスペースが新たに必要となり、冷凍サイクル装置として大型化に繋がる。さらには、逆止弁が密閉容器の外部にあるから、逆止弁動作時の衝突音が装置外部へ漏れて、静粛運転化が損なわれる。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、複数の圧縮機構部を備えることを前提として、少なくとも１つの圧縮機構部は圧縮運転をなす通常運転と圧縮運転を行わない非圧縮運転とを切換え可能な圧力切換え手段を備え、かつ圧力切換え手段を構成する逆止弁機構のシール性を確保し、さらには装置の大型化を抑制するとともに、静粛運転化を得られるロータリ式圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明は、密閉容器内に電動機部および電動機部と連結される複数の圧縮機構部を収容してなるロータリ式圧縮機を備え、このロータリ式圧縮機の一方の圧縮機構部のシリンダ室に対し冷凍サイクルの高圧側または低圧側への接続を切換える圧力切換え手段を有し、負荷の大きいときにはシリンダ室に低圧冷媒を導いて通常の圧縮運転を行わせ、負荷の小さいときにはシリンダ室に高圧冷媒を導いて非圧縮運転を行わせる冷凍サイクル装置において、上記圧力切換え手段は、冷凍サイクルの高圧側とシリンダ室とを連通し中途部に開閉弁を有する高圧導入手段と、冷凍サイクルの低圧側とシリンダ室とを連通し低圧冷媒をシリンダ室に案内する吸込み通路と、上記一方の圧縮機構部の高圧導入手段と吸込み通路との接続部に亘って設けられ高圧導入手段の開閉弁を開いたとき高圧導入手段によって導かれる高圧冷媒と吸込み通路に導かれる低圧冷媒との圧力差により吸込み通路を閉じる弁座および弁体から構成される逆止弁機構とを具備する。

本発明によれば、逆止弁機構のシール性を確保し、装置の大型化を抑制して静粛運転化を得られるなどの効果を奏する。

以下、本発明の一実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、ロータリ式圧縮機Ｒの断面構造と、このロータリ式圧縮機Ｒを備えた冷凍装置の冷凍サイクル回路図である。
はじめにロータリ式圧縮機Ｒから説明すると、１は密閉容器であって、この密閉容器１内の下部には後述する第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂが設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これら電動機部３と第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂは、回転軸４を介して連結される。

上記電動機部３は、たとえばブラシレスＤＣ同期モータ（ＡＣモータもしくは商用モータでもよい）が用いられていて、密閉容器１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、上記回転軸４に嵌着されるロータ６とから構成される。そして電動機部３は、密閉容器１の上端部に設けられる入力端子部３ａを介して運転周波数を可変するインバータに接続されるとともに、このインバータを介してインバータ制御する制御部（いずれも図示しない）に電気的に接続される。
上記第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂは、それぞれが回転軸４の下部に中間仕切り板７を介して上下に配設される第１のシリンダ８Ａと、第２のシリンダ８Ｂを備えている。これら第１、第２のシリンダ８Ａ，８Ｂは、互いに外形形状寸法が相違し、かつ内径寸法が同一となるよう設定されている。第１のシリンダ８Ａの外径寸法は密閉容器１の内径寸法よりも僅かに大に形成され、密閉容器１内周面に圧入されたうえに、密閉容器１外部からの溶接加工によって位置決め固定される。

第１のシリンダ８Ａの上面部には主軸受９が重ね合わされ、バルブカバーとともに取付けボルトを介してシリンダ８Ａに取付け固定される。第２のシリンダ８Ｂの下面部には副軸受１０が重ね合わされ、バルブカバーとともに取付けボルトを介してシリンダ８Ｂに取付け固定される。
一方、上記回転軸４は、中途部と下端部が主軸受９と副軸受１０に回転自在に枢支される。さらに回転軸４は各シリンダ８Ａ，８Ｂ内部を貫通するとともに、略１８０°の位相差をもって形成される２つの偏心部４ａ，４ｂを一体に備えている。各偏心部４ａ，４ｂは互いに同一直径をなし、各シリンダ８Ａ，８Ｂ内径部に位置するよう組立てられる。各偏心部４ａ，４ｂの周面には、互いに同一直径をなす偏心ローラ１３ａ，１３ｂが嵌合される。

上記第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂは、上記中間仕切り板７と主軸受９および副軸受１０で上下面が区画され、それぞれの内部にシリンダ室１４ａ，１４ｂが形成される。各シリンダ室１４ａ，１４ｂは互いに同一直径および高さ寸法に形成され、各シリンダ室１４ａ，１４ｂに上記偏心ローラ１３ａ，１３ｂがそれぞれ偏心回転自在に収容される。
各偏心ローラ１３ａ，１３ｂの高さ寸法は、各シリンダ室１４ａ，１４ｂの高さ寸法と略同一に形成される。したがって、偏心ローラ１３ａ，１３ｂは互いに１８０°の位相差があるが、シリンダ室１４ａ，１４ｂで偏心回転することにより、シリンダ室において同一の排除容積に設定される。
このように、第１のシリンダ８Ａを主にして、主軸受９、中間仕切り板７、第１のシリンダ室１４ａ、およびシリンダ室内で偏心回転する偏心ローラ１３ａなどで第１の圧縮機構部２Ａが構成される。また、第２のシリンダ８Ｂを主にして、副軸受１０、中間仕切り板７、第２のシリンダ室１４ｂ、およびシリンダ室内で偏心回転する偏心ローラ１３ｂなどで第２の圧縮機構部２Ｂが構成される。

図２は、第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂのそれぞれ一部を分解して示す斜視図である。
各シリンダ８Ａ，８Ｂには、シリンダ室１４ａ，１４ｂと連通するブレード室２２ａ，２２ｂが設けられている。各ブレード室２２ａ，２２ｂには、ブレード１５ａ，１５ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂに対して突没自在に収容される。
上記ブレード室２２ａ，２２ｂは、ブレード１５ａ，１５ｂの両側面が摺動自在に移動できるブレード収納溝２３ａ，２３ｂと、各ブレード収納溝端部に一体に連設されブレード１５ａ，１５ｂの後端部が収容される縦孔部２４ａ，２４ｂとからなる。特に、上記第１のシリンダ８Ａには、外周面とブレード室２２ａとを連通する横孔２５が設けられ、ばね部材２６が収容される。このばね部材２６は、ブレード１５ａの背面側端面と密閉容器１内周面との間に介在され、ブレード１５ａに弾性力（背圧）を付与して、この先端縁を偏心ローラ１３ａに接触させる圧縮ばねである。

上記第２のシリンダ８Ｂ側のブレード室２２bにはブレード１５ｂ以外に何らの部材も収容されていないが、後述するようにブレード室２２bの設定環境と、後述する圧力切換え機構（手段）３０の作用に応じて、ブレード１５ｂの先端縁を上記偏心ローラ１３ｂに接触させるようになっている。
各ブレード１５ａ，１５ｂの先端縁は平面視で半円状に形成されており、平面視で円形状の偏心ローラ１３ａ，１３ｂ周壁に、偏心ローラの回転角度にかかわらず線接触できる。上記偏心ローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂの内周壁に沿って偏心回転したとき、ブレード１５ａ，１５ｂはブレード収納溝２３ａ，２３ｂに沿って往復運動し、シリンダ室１４ａ，１４ｂを吸込み室と圧縮室に仕切る。ブレード１５ａ，１５ｂの後端部は、縦孔部２４ａ，２４ｂから進退自在となる。

上述したように、上記第２のシリンダ８Ｂの外形形状寸法と、上記中間仕切板７および副軸受１０の外形寸法との関係から、第２のシリンダ８Ｂの外形一部は密閉容器１内に露出する。この密閉容器１への露出部分が上記ブレード室２２ｂに相当するように設計されており、したがってブレード室２２ｂおよびブレード１５ｂ後端部はケース内圧力を直接的に受けることになる。
第２のシリンダ８Ｂおよびブレード室２２ｂは構造物であるからケース内圧力を受けても何らの影響もないが、ブレード１５ｂはブレード室２２ｂに摺動自在に収容され、かつ後端部がブレード室２２ｂの縦孔部２４ｂに位置するので、ケース内圧力を直接的に受ける。

さらに、ブレード１５ｂの先端部が第２のシリンダ室１４ｂに対向しており、ブレード先端部はシリンダ室１４ｂ内の圧力を受ける。結局、ブレード１５ｂは先端部と後端部が受ける互いの圧力の大小に応じて、圧力の大きい方から圧力の小さい方向へ移動するよう構成されている。
第２のシリンダ８Ｂに設けられるブレード室２２ｂの縦孔部２４ｂに隣設され、通常運転時にシリンダ室１４ｂに導かれる吸込み圧力と、ブレード室２２ｂに導かれる密閉容器１内圧力との差圧よりも小さい力で、ブレード１５ｂを偏心ローラ１３ａから引き離す方向に付勢する保持機構２８が設けられる。上記保持機構２８は、永久磁石、電磁石もしくは、ばね等の弾性体のいずれかを用いればよい。

なお説明すると、保持機構２８は第２のシリンダ室１４ｂにかかる吸込み圧力とブレード溝２２にかかる密閉容器１内圧力との差圧よりも小さい力で、上記ブレード１５を偏心ローラ１３から引き離す方向に付勢保持する。保持機構２８として永久磁石を備えることにより、常に所定の力でブレード１５を磁気吸引する。
あるいは、永久磁石に代って電磁石を備え、必要に応じて磁気吸引するようにしてもよい。あるいは、保持機構２８は弾性体である引張りばねとする。この引張りばねの一端部をブレード１５の背面端部に掛止して、常に所定の弾性力で引張り付勢するようにしてもよい。

各シリンダ８Ａ，８Ｂには、主軸受９もしくは副軸受１０およびバルブカバー等を各シリンダに取付けるための取付けボルトが挿通する、もしくは螺挿される、取付け用孔もしくはねじ孔が設けられ、第１のシリンダ８Ａのみ円弧状のガス通し用孔部２７が設けられている。
再び図１に示すように、このようにして構成されるロータリ式圧縮機Ｒは冷凍サイクル装置の冷凍サイクル回路Ｋに組み込まれている。すなわち、密閉容器１の上端部には、吐出冷媒管１８が接続される。この吐出冷媒管１８は、凝縮器１９と、膨張機構２０および蒸発器２１を介してアキュームレータ１７に接続される。
上記アキュームレータ１７底部には、ロータリ式圧縮機Ｒに低圧冷媒を吸込み案内するための吸込み冷媒管１６ａ，１６ｂが接続される。一方の吸込み冷媒管１６ａは密閉容器１を貫通し、第１のシリンダ８Ａに設けられる吸込み孔ａに接続され、第１のシリンダ室１４ａ内に直接連通する。

他方の吸込み冷媒管１６ｂは後述する吸込み通路を構成していて、密閉容器１を貫通し、第２のシリンダ８Ｂと、中間仕切り板７および副軸受１０とに亘って設けられる逆止弁機構３５に連通される。さらに、上記逆止弁機構３５には、冷凍サイクル回路Ｋに分岐して設けられる高圧導入通路（高圧導入手段）４５が連通される。
これら吸込み通路である上記吸込み冷媒管１６Ｂと、後述する逆止弁機構３５および、高圧導入通路４５で、上記圧力切換え機構（圧力切換え手段）３０が構成される。
上記高圧導入通路４５から先に説明すると、この一端部はロータリ式圧縮機Ｒの上端部に設けられる吐出冷媒管１８の中途部から分岐され、水平方向に延出される分岐管４６からなり、この分岐管４６の中途部には電磁開閉弁４７が設けられる。

上記分岐管４６は、電磁開閉弁４７接続部から垂直下方に延出され、所定部位で再び水平方向に屈曲されてロータリ式圧縮機Ｒを構成する密閉容器１を貫通する。そして、上記副軸受１０に設けられる吸込み孔ｃに接続されていて、この吸込み孔ｃは上記逆止弁機構３５に連通する。
つぎに、上記逆止弁機構３５について詳述する。
上記アキュームレータ１７から延出される吸込み冷媒管１６ｂは、密閉容器１を貫通して第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂとの間に介在される中間仕切り板７に設けられる吸込み孔ｂに接続される。

図３（Ａ）は、中間仕切り板７の断面図と下面図である。
上記中間仕切り板７に設けられ吸込み冷媒管１６ｂが接続される吸込み孔ｂは、中間仕切り板７の外周面から中心軸方向に向かって、上記回転軸４が挿通する孔部７ａの手前側位置まで設けられている。そして、中間仕切り板７の下面から上記吸込み孔ｂに亘って、下面側がテーパー状に拡大された孔部からなる上部弁座３６が設けられる。
再び図１に示すように、第２のシリンダ８Ｂにおける中間仕切り板７の上部弁座３６と連通する部位には、動作室３７が設けられる。

図３（Ｂ）は、第２のシリンダ８Ｂの平面図と断面図である。特に、この第２のシリンダ８Ｂにおいては、先に図２において図示したものと形状構成に若干の相違があるが、基本的に同一物である。
第２のシリンダ８Ｂに設けられる上記動作室３７は、中間仕切り板７における上部弁座３６と対向する部位に設けられている。動作室３７は、上部弁座３６の拡大された孔部直径と同一直径であり、かつ第２のシリンダ８Ｂの上下面に亘って貫通する案内孔部３８を備えている。この案内孔部３８は、第２のシリンダ８Ｂの内径部に形成される第２のシリンダ室１４ｂとは僅かな間隔を存して設けられていて、これら相互間の壁部分は下半分を残して上半分が切欠加工される。すなわち、案内孔部３８と第２のシリンダ室１４ｂとは、切欠された堰部３９を介して連通状態になっている。

再び図１に示すように、第２のシリンダ８Ｂの下面に取付けられる副軸受１０において、第２のシリンダ室１４ｂに設けられる動作室３７の案内孔部３８と対向する部位に、副軸受１０の上面から所定深さに設けられる（すなわち、副軸受を貫通しない）穴部である下部弁座４０を備えている。

図３（Ｃ）は、副軸受１０の平面図と断面図である。
上記副軸受１０に設けられる下部弁座４０は、上記中間仕切り板７に設けられる上部弁座３６と同一形状で同一直径である。さらに、副軸受１０の外周面から下部弁座４０に連通するよう吸込み孔ｃが設けられる。上述したように、この吸込み孔ｃに上記高圧導入通路４５の分岐管４６が接続される。
再び図１に示すように、このようにして構成される逆止弁機構３５において、上記動作室３７には弁体４３が収容される。上記弁体４３は、ここでは球状をなし、直径は動作室３７の案内孔部３８直径よりも僅かに小さく、かつ第２のシリンダ８Ｂの板厚よりも小さい。このことから、弁体４３は動作室３７の案内孔部３８内において自由に動き得る余裕がある。

しかも、弁体４３は中間仕切り板７の上部弁座３６および、副軸受１０の下部弁座４０において動作室３７と対向して設けられるテーパ状の孔部に嵌り込むことが可能であり、この状態でそれぞれの弁座３６，４０を閉成し得るようになっている。
このようにして上記圧力切換え機構３０は、電磁開閉弁４７を中途部に備え、吐出冷媒管１８と副軸受１０とに亘って設けられる高圧導入通路４５と、アキュームレータ１７と中間仕切り板７とに亘って設けられる吸込み通路である吸込み冷媒管１６ｂおよび、ロータリ式圧縮機Ｒ内部における高圧導入通路４５接続端部と吸込み冷媒管１６ｂ接続端部との間に亘って設けられる逆止弁機構３５とで構成される。

そして、圧力切換え機構３０は、電磁開閉弁４７の開閉操作に応じて、後述するように圧縮機Ｒから吐出される高圧の冷媒ガスを第２のシリンダ室１４ｂに導き、もしくはアキュームレータ１７を通過した低圧ガスを第２のシリンダ室１４ｂに導くことができる。
つぎに、上述のロータリ式圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクル装置の作用について説明する。
（１） 通常運転（全能力運転）を選択した場合：
通常運転（全能力運転）を選択すると、上記制御部は、高圧導入通路４５に設けられる電磁開閉弁４７を閉成するよう制御し、さらに制御部はインバータを介して電動機部３のインバータ回路に運転信号を送る。回転軸４が回転駆動され、第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂが同時に作用する。
すなわち、偏心ローラ１３ａ，１３ｂは各シリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。第１の圧縮機構部２Ａにおいては、ブレード１５ａがばね部材２６によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ブレード１５ａの先端縁が偏心ローラ１３ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室１４ａ内を吸込み室と圧縮室に二分する。

偏心ローラ１３ａのシリンダ室１４ａ内周面転接位置とブレード収納溝２３ａが一致し、ブレード１５ａが最も後退した状態で、このシリンダ室１４ａの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュームレータ１７から吸込み冷媒管１６ａを介して第１のシリンダ室１４ａに吸込まれ、充満する。
偏心ローラ１３ａの偏心回転にともなって、偏心ローラの第１のシリンダ室１４ａ内周面に対する転接位置が移動し、シリンダ室１４ａの区画された圧縮室の容積が減少する。すなわち、先にシリンダ室１４ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。回転軸４が継続して回転され、第１のシリンダ室１４ａにおける圧縮室の容量がさらに減少してガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで図示しない吐出弁が開放する。高圧ガスはバルブカバーａを介して密閉容器１内に吐出され充満する。そして、密閉容器上部の吐出冷媒管１８から吐出される。

上記高圧導入通路４５に設けられる電磁開閉弁４７が閉成されているので、吐出冷媒管１８に導かれる高圧ガスが高圧導入通路４５の一端部から侵入しても、中途部で遮断され、他端部である第２のシリンダ室１４ｂには吐出圧（高圧）が導かれることはない。
その一方で、蒸発器２１で蒸発しアキュームレータ１７で気液分離された低圧の蒸発冷媒は、吸込み冷媒管１６ｂから第２の圧縮機構部２Ｂに設けられる逆止弁機構３５に導かれる。高圧導入通路４５が閉成されているから、副軸受１０に設けられる下部弁座４０には高圧がかかっていない。
図４（Ａ）にも示すように、第２のシリンダ８Ｂに設けられる動作室３７には、吸込み冷媒管１６ｂを介して低圧の冷媒が導かれるのみであり、この動作室に収容される弁体４３は低圧の冷媒に押されて副軸受１０の下部弁座４０に載り、これを閉成する。

したがって、アキュームレータ１７から低圧の冷媒が動作室３７を構成する案内孔部３８と堰部３９を介して第２のシリンダ室１４ｂに導入される。そのため、第２のシリンダ室１４ｂは吸込み圧（低圧）雰囲気となる一方で、このブレード室２２ｂが密閉容器１内に露出して吐出圧（高圧）下にある。上記ブレード１５ｂにおいては、先端部が低圧条件となり、かつ後端部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。
この差圧の影響で、ブレード１５ｂの先端部が偏心ローラ１３ｂに摺接するように押圧付勢される。すなわち、第１のシリンダ室１４ａ側のブレード１５ａがばね部材２６により押圧付勢され圧縮作用が行われるのと全く同様の圧縮作用が、第２のシリンダ室１４ｂにおいても行われる。結局、ロータリ式圧縮機Ｒにおいては、第１の圧縮機構部２Ａと、第２の圧縮機構部２Ｂとの両方で圧縮作用がなされる、全能力運転が行われることになる。
密閉容器１から吐出冷媒管１８を介して吐出される高圧ガスは、凝縮器１９に導かれて凝縮液化し、膨張機構２０で断熱膨張し、蒸発器２１で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ１７に導かれて気液分離され、再び各吸込み冷媒管１６ａ，１６ｂから圧縮機Ｒの第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂに吸込まれて上述の経路を循環する。

（２） 特別運転（能力半減運転）を選択した場合：
特別運転（能力半減運転）を選択すると、制御部は高圧導入通路４５に設けられる電磁開閉弁４７を開放するように切換え設定する。第１の圧縮機構部２Ａにおいては上述したように通常の圧縮作用がなされ、密閉容器１内に吐出された高圧ガスが充満してケース内高圧となる。
密閉容器１内に充満する高圧ガスは吐出冷媒管１８から吐出されるのであるが、一部の高圧ガスは吐出冷媒管から分岐管４６に分流して高圧導入通路４５に導かれ、開放されている電磁開閉弁４７を介して圧縮機Ｒ内の逆止弁機構３５に導入される。

図４（Ｂ）にも示すように、副軸受１０に接続される分岐管４６から導かれる高圧の冷媒ガスは下部弁座４０を閉成していた弁体４３を噴き上げて、中間仕切り板７に設けられる上部弁座３６を閉成する。弁体４３が上部弁座３６を閉成することで、下部弁座４０が開放される。そのため、高圧導入通路４５を介して高圧の冷媒ガスが逆止弁機構３５に導かれ、さらに第２のシリンダ室１４ｂに充満する。
このようにして、第２のシリンダ室１４ｂが吐出圧（高圧）雰囲気にある一方で、ブレード室２２ｂはケース内高圧と同一の状況下にあることには変りがない。そのため、ブレード１５ｂは前後端部とも高圧の影響を受け、前後端部において差圧が存在しない。

ブレード１５ｂは偏心ローラ１３ｂ外周面から離間した位置で移動することなく停止状態を保持し、第２のシリンダ室１４ｂでの圧縮作用は行われず第２の圧縮機構部２Ｂは停止状態にある。結局、第１の圧縮機構部２Ａでの圧縮作用のみが有効であり、能力を半減した運転がなされることになる。
なお、第２のシリンダ室１４ｂに充満する高圧ガスの一部は吸込み冷媒管１６ｂからアキュームレータ１７に逆流しようとする。しかしながら、動作室３７内の弁体４３は上部弁座３６を閉成していて、吸込み通路である吸込み冷媒管１６ｂ側からアキュームレータ１７への逆流を阻止する。また、第２のシリンダ室１４ｂの内部は高圧となっているところから、密閉容器１内から第２のシリンダ室１４ｂ内への圧縮ガスの漏れは発生せず、それによる損失も発生しない。したがって、圧縮効率の低下なしに能力を半減した運転が可能となる。

従来の圧縮機のように、一方の圧縮機構部にブレードを上死点で固定する複雑な機構が不要となり、ブレードを付勢するばね部材を省略できる。しかも、中途部に電磁開閉弁４７を設けた高圧導入通路４５と、アキュームレータ１７に連通する吸込み冷媒管１６ｂとの接続部位に逆止弁機構３５を設けることで圧力切換え機構３０を構成でき、単純な構造で容量可変が可能となり、コスト的に有利であり、製造性に優れ、かつ高効率のロータリ式圧縮機を提供できる。
特に、逆止弁機構３５をロータリ式圧縮機Ｒを構成する密閉容器１内部に備えることで、切換え音が外部に漏れずにすみ静粛運転をなすとともに、外観の簡素化を図り製造性の向上を得られる。さらに、装置の大型化を抑制し、コストの低減に寄与する。

なお、逆止弁機構３５は、弁体４３に対して上部弁座３６と下部弁座４０を備えた構成とした。すなわち、弁体４３は、その動作方向を鉛直方向に設定して、上部弁座３６を閉成（下部弁座４０を開放）した状態から、下部弁座４０を閉成（上部弁座３６を開放）する状態に移行する際には、弁体４３の自重で容易、かつ確実に閉成できる。
図５は、第１の実施の形態における変形例を示している。
逆止弁機構３５を構成する弁体４３Ａと、この弁体によって開閉される上下部弁座３６Ａ，４０Ａの形状構造が相違するのみで、他の構成は全て同一であるので、同一部品には同番号を付して新たな説明を省略する。

ここでの弁体４３Ａは、図の上端部がテーパー状をなし、下端部が単純な円筒状をなす。弁体４３Ａの直径は動作室３７の直径よりも僅かに小であり、かつ弁体の高さ寸法は動作室の高さ寸法よりも小に形成される。したがって、弁体４３Ａは動作室３７内を上下方向には自由に動き得ることは、先に説明したものと同様である。
このような弁体４３Ａによって開閉される上部弁座３６Ａが上記中間仕切り板７に設けられ、下部弁座４０Ａが上記副軸受１０の同一部位に設けられることも変りがない。そして、上部弁座３６Ａおよび下部弁座４０Ａは上記弁体４３Ａによって確実に開閉される形状構造をなしていることは言うまでもない。

いずれの弁体４３，４３Ａであっても、これら弁体を構成する素材は、上下部弁座３６，４０を構成する素材よりも硬度の高い素材を選択する。このことで、弁体に対する弁座部の馴染み性を良くすることができ、逆止弁として高いシール性を確保し、高圧の圧縮ガスの逆流を確実に阻止して性能低下の防止を得られる。
図６は、第１の実施の形態における別な変形例を示している。
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、中間仕切り板７と後述する上部弁座３６Ｂの分割した断面図と、上部弁座３６Ｂを中間仕切り板７に取付けた状態の断面図および、同状態における中間仕切り板７の下面図である。

すなわち、先に説明した上部弁座３６，３６Ａは中間仕切り板７を直接孔明け加工してなるものであるが、ここでは中間仕切り板７には単純な孔部３６Ｃ加工だけでよく、別途用意された弁座３６Ｂが上記孔部３６Ｃに嵌合固着される。また、特に図示していないが、上記副軸受１０における下部弁座も同様にして、別ピースの弁座を嵌合固着するようにしてもよい。
この別ピース化した弁座３６Ｂは、吸込み通路を形成する部品（本実施例においては中間仕切板７）に対して異質な材料、たとえば真鍮や銅等の非鉄金属材あるいは合成樹脂系材料を用いることとする。このような弁座３６Ｂであれば、弁体４３，４３Ａに対して馴染み性を良くすることができ、高いシール性を有する逆止弁機構３５を得られ、高圧の圧縮ガスの逆流を確実に防止して性能向上を図れる。

図７は、第２の実施の形態のロータリ式圧縮機を備えた冷凍サイクル回路の構成図である。ここでは、後述する逆止弁機構と高圧導入通路からなる圧力切換え機構を除いて、他の構成部品は同一であるので、同番号を付して新たな説明を省略する。
上記アキュームレータ１７の底部から延出される吸込み冷媒管１６ａの一端部は密閉容器１を貫通して、主軸受９に設けられる吸込み孔ｄに接続される。他方の吸込み冷媒管１６ｂは第２のシリンダ８Ｂに設けられる吸込み孔ｅを介して、第２のシリンダ室１４ｂに連通される。

上記高圧導入通路４５は、一端部が吐出冷媒管１８に接続され、中途部に電磁開閉弁４７を備えた分岐管４６からなることは変りがない。ただし、分岐管４６の他端部は中間仕切り板７に設けられる吸込み孔ｆに接続される。
この中間仕切り板７の吸込み孔ｆには下部弁座４０が設けられ、主軸受９の吸込み孔ｄには上部弁座３６が設けられる。これら主軸受９と中間仕切り板７との間に介在される第１のシリンダ８Ａには動作室３７が設けられる。上記動作室３７の上部は上部弁座３６と対向し、動作室３７の下部は下部弁座４０と対向する。そして、動作室３７には弁体４３が変位自在に収容され、動作室３７にかかる圧力の程度に応じて上下部弁座３６，４０を互いに開閉自在となす。

すなわち、第１の実施の形態では第２のシリンダ室１４ｂを対象として圧力切換えをなすようにしたが、この第２の実施の形態では第１のシリンダ室１４ａを対象として圧力切換えをなすように、第１の圧縮機構部２Ａに逆止弁機構３５を備えている。
第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂにおける作用は、先に説明した第１の実施の形態とは正反対の作用をなすことで、実質的には全く同一であるので、新たな説明は省略する。
なお、上記分岐管４６は密閉容器１に直接接続するようにしてもよい。また、本発明は、圧縮機構部を３つ以上備えたものにも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る、ロータリ式圧縮機の縦断面図と、冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部のそれぞれ一部を分解した斜視図。 同実施の形態に係る、中間仕切り板の断面図と下面図、第２のシリンダの平面図と断面図、副軸受の平面図と断面図。 同実施の形態に係る、逆止弁機構の互いに異なる作用を説明する図。 同実施の形態の変形例に係る、逆止弁機構における異なる弁体の構成を説明する図。 同実施の形態のさらに異なる変形例に係る、中間仕切り板に対して別ピースの弁座の取付けを説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係る、ロータリ式圧縮機の縦断面図と、冷凍サイクル構成図。

符号の説明

１…密閉容器、３…電動機部、２Ａ…第１の圧縮機構部、２Ｂ…第２の圧縮機構部、Ｒ…ロータリ式圧縮機、１４ａ…第１のシリンダ室、１４ｂ…第２のシリンダ室、３０…圧力切換え機構（圧力切換え手段）、４７…電磁開閉弁、４５…高圧導入通路（高圧導入手段）、１６ｂ…吸込み冷媒管（吸込み通路）、３６…上部弁座、４０…下部弁座、４３…弁体、３５…逆止弁機構。

Claims (3)

1. 密閉容器内に、電動機部および、この電動機部と連結される複数の圧縮機構部を収容してなるロータリ式圧縮機を備え、
   このロータリ式圧縮機の一方の圧縮機構部のシリンダ室に対し、冷凍サイクルの高圧側または低圧側への接続を切換える圧力切換え手段を有し、
   負荷の大きいときには、上記シリンダ室に低圧冷媒を導いて通常の圧縮運転を行わせ、
   負荷の小さいときには、上記シリンダ室に高圧冷媒を導いて非圧縮運転を行わせる冷凍サイクル装置において、
   上記圧力切換え手段は、
   冷凍サイクルの高圧側と上記シリンダ室とを連通し、中途部に開閉弁を有する高圧導入手段と、
   冷凍サイクルの低圧側と上記シリンダ室とを連通し、低圧冷媒を上記シリンダ室に案内する吸込み通路と、
   上記一方の圧縮機構部の上記高圧導入手段と上記吸込み通路との接続部に亘って設けられ、上記高圧導入手段の開閉弁を開いたとき、高圧導入手段によって導かれる高圧冷媒と吸込み通路に導かれる低圧冷媒との圧力差により吸込み通路を閉じる、弁座および弁体から構成される逆止弁機構と
   を具備することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 上記逆止弁機構を構成する弁体は、球状もしくは円錐状であり、上記逆止弁機構を構成する弁座よりも硬度の高い材料で形成されることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 上記弁座は、上記一方の圧縮機構部の吸込み通路を形成する材料とは異なる材料を用いて、互いに別体に形成され、かつ吸込み通路に装着されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。

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